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题名微生物驱动硝酸盐还原耦合亚铁氧化成矿过程的锌胁迫
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作者
郑春菊
陈曼佳
童辉
孟方圆
吕亚辉
刘承帅
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机构
中国科学院地球化学研究所
中国科学院大学
广东省科学院生态环境与土壤研究所
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出处
《微生物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1463-1473,共11页
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基金
国家自然科学基金(41921004,41977291)
广东省科学院创新驱动发展专项(2019GDASYL-0301002,2019GDSYL-0401003)。
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文摘
【目的】探究中性厌氧条件下,金属锌影响下硝酸盐依赖型铁氧化菌Pseudomonas stutzeri LS-2驱动的硝酸盐还原耦合亚铁氧化成矿过程机制,对深入理解中性厌氧环境中微生物亚铁氧化驱动的反硝化作用及重金属固定机制具有重要意义。【方法】以不同Zn(Ⅱ)浓度构建LS-2驱动的亚铁氧化成矿体系,分析不同体系中亚铁氧化速率、硝酸盐还原速率以及形成矿物的结构变化规律。【结果】LS-2驱动的硝酸盐还原耦合亚铁氧化成矿过程中,共存Zn(Ⅱ)降低该过程中硝酸盐的还原速率和亚铁氧化速率。同时,随着Zn(Ⅱ)浓度提高,抑制作用增强。微生物亚铁氧化形成的矿物通过吸附、共沉淀和离子置换等过程固定Zn(Ⅱ),降低Zn(Ⅱ)活性。Zn(Ⅱ)浓度对形成的矿物结构有较大的影响:低浓度Zn(Ⅱ)体系中,形成的矿物为纤铁矿;随着Zn(Ⅱ)浓度的提高,矿物结构与结晶度都有一定程度的变化,当Zn(Ⅱ)达到4 mmol/L时,形成的矿物主要为铁锌尖晶石。【结论】明确了重金属锌对LS-2菌株反硝化及亚铁氧化过程的抑制规律,同时阐明了Zn(Ⅱ)浓度对形成矿物结构的影响。研究结果有助于深入认识中性厌氧环境中重金属与微生物驱动的铁循环和反硝化过程的耦合作用,为土壤重金属污染防治提供理论支撑。
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关键词
铁氧化菌
Pseudomonas
stutzeri
LS-2
重金属ZN
硝酸盐还原
生物成矿
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Keywords
Fe(Ⅱ)-oxidizing bacteria
Pseudomonas stutzeri LS-2
heavy metal Zn
nitrate reduction
biomineralization
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分类号
X172
[环境科学与工程—环境科学]
P611
[天文地球—矿床学]
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